2012年高考物理 考点汇总 考点8 机械振动与机械波 新人教版

1 考点考点 8 8 机械振动与机械波机械振动与机械波 一 选择题一 选择题 1 2012 大纲版全国卷 T20 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播 图甲是 t 0 时刻的波形图 图乙和图丙 分别是 x 轴上某两处质点的振动图象 由此可知 这两质点平衡位置之间的距离可能是 A B C 1m D 1 3 m 2 3 m 4 3 m 解题指南 解答本题时可按以下思路分析 解析 选 B D 设质点 P Q 的振动图象分别如图乙 丙所示 则 t 0 时 P 在波峰 Q 在 0 05m 处且向下 振动 两质点在波形图中的位置关系如图所示 该波长为 2m 四分之一波长为 0 5m 如果 P 在 Q 前面 两平衡位置距离为 如果 P 在 24 10 5 mm 33 Q 后面 两平衡位置距离为 故选项 B D 正确 A C 错误 12 0 50 5 mm 33 2 2012 四川理综 T19 在 xOy 平面内有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横渡 波速为 2m s 振幅为 A M N 是平衡位置相距 2m 的两个质点 如图所示 在 t 0 时 M 通过其平衡位置沿 y 轴正方向运动 N 位于其平衡位置上方最大位移处 已知该波的周期大于 1s 则 A 该波的周期为 s 5 3 B 在 t s 时 n 的速度一定为 2m s 1 3 C 从 t 0 到 t 1s M 向右移动了 2m D 从 t s 到 t s M 的动能逐渐增大 1 3 2 3 解题指南 解答本题时可按以下思路分析 质点的振 动图象 质点的位置 和运动方向 质点在波形 图中的位置 两质点平衡 位置距离 画出波形图写通式依条件筛选 2 解析 选 D 有题意知 所以 根据 由题意 3 n 2 4 8 4n3 v T 4 T v4n1 可知n 0 所以 A 错误 当时 质点 N 正处于平衡位 4 T1 v4n3 4 Ts 3 8 m 3 1T ts 34 置处 具有 y 轴负向的一个最大速度 而质点并不随波迁移 所以 B C 均错误 当时 质点 1T ts 34 M 正处于 y 轴正向上的一个最大位移 此时速度为零 当时 质点 M 又回到平衡位置处 具 2T ts 32 有最大的速度 所以在这个过程中 质点 M 的动能是逐渐增大的 故选 D 3 2012 重庆理综 T14 装有砂粒的试管竖直静浮于水面 如图所示 将试管竖直提起少许 然后由静止 释放并开始计时 在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动 若取竖直向上为正方向 则以下描述试管 振动的图象中可能正确的是 解题指南 要把简谐运动的情景与图象对应起来 四个图象都是简谐运动 关键是要判断振动开始时位 移是正 是负 还是零 解析 选 D 试管的振动是简谐运动 试管静止不动时浮力等于重力 合外力等于零 因此 试管静止不动 时的位置就是振动起来之后的平衡位置 因为开始振动时试管的位移方向向上 因此选项 D 正确 二 填空题二 填空题 2012 上海单科 T24 如图 简谐横波在t时刻的波形如实线所示 经过 t 3s 其波形如虚线所示 己知图中x1与x2相距 lm 波的周期为T 且 2T t 4T 则可能的最小波速为 m s 最小 周期为 s 解题指南 解答本题时应注意以下几点 1 双向性和周期性是产生多解的原因 2 波传播的距离和传播时间的关系为 st T 解析 由波形图可知波长为 7m 所以 所以或 又由 1 1 7 xm 1 t n T 7 6 t n T 7 于2 4TtT 所以周期的最大可能值为 周期的最小可能值为 max 3 1 4 1 2 7 Tss 可能的最小波速为 min 37 6 9 3 7 Tss min 7 5 max14 vm sm s T 3 答案 5 7 9 三 实验题三 实验题 2012 上海单科 T29 在 利 用单摆测重力加速度 的实验中 1 某同学尝试用 DIS 测量周期 如图 用一个磁性小球代替原先的摆球 在单摆下方放置一个磁传感器 其轴线恰好位于单摆悬挂点正 下方 图中磁传感器的引出端A应接到 使单摆做小角度摆动 当磁感应强度测量值最大 时 磁性小球位于 若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t 则单摆周期的 测量值为 地磁场和磁传感器的影响可忽略 2 多次改变摆长使单摆做小角度摆动 测量摆长L及相应的周期T 此后 分别取L和T的对数 所 得到的 lgT lgL图线为 填 直线 对数曲线 或 指数曲线 读得图线与纵轴 交点的纵坐标为c 由此得到该地重力加速度g 解题指南 解答本题时应注意以下三点 1 数据采集器采集到的是小球产生的磁场的磁感应强度 2 小球连续两次经过最低点时的时间间隔是半个周期 3 单摆的周期公式是 要注意正确进行对数运算 L T2 g 解析 1 小球到达最低点 平衡位置 时 磁传感器测得的磁感应强度最大 连续 N 次磁感应强度 最大时 说明小球 N 次到达最低点 平衡位置 则相邻两次的时间间隔为 所以单摆的周 t t N 1 期为 2t T2 t N 1 2 单摆的周期公式为 所以 所以 即 L T2 g 22L T4 g 22L lgTlg4 g 所以lg lgTL 图线为直线 图线与纵轴交点的坐标为 2 4 2lgTlgLlg g 22 144 lglg 2 c gg 所以 2 2c 4 g 10 4 答案 1 数据采集器 最低点 平衡位置 2t N 1 2 直线 2 2c 4 10 四 计算题四 计算题 2012 大纲版全国卷 T25 一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为 k 设地球的 半径为 R 假定地球的密度均匀 已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零 求矿井的深度 d 解题指南 在摆长一定的情况下 单摆的周期取决于当地的重力加速度 而重力加速度取决于万有引力 摆球在地球表面受到的万有引力和在矿井底部受到的万有引力不同 理解 质量均匀分布的球壳对壳内物 体的引力为零 是求出摆球在矿井底部的万有引力的关键 即摆球在矿井底部只受地球球核的引力作用 解析 设地面处重力加速度为 g 地球质量为 M 地球的密度为 根据重力等于万有引力 有 2 Mm mgG R 把地球看做球体 地球质量 3 4 MR 3 设摆长为 的单摆在地面处的周期 l L T